Класи міцності болтів, гайок

                                                              Що означає клас міцності в метизах

Нерідко при підвищених навантаженнях болт може просто зрізати або вирвати з різьби, що призведе до розпадання вузла. Таке трапляється, якщо його міцність не відповідає навантаженню, що чиниться. Тому важливо знати, які бувають класи міцності, що вони означають, що допоможе правильно підбирати кріплення для конкретного місця установки.

Які бувають класи міцності

Клас міцності вказує, з якої сталі був виготовлений метиз, що визначає його міцність і яка стійкість до навантажень. За стандартом ГОСТ існують такі 11 класів: 3.6/4.6/4.8/5.6/5.8/6.6/6.8/8.8/9.8/10.9/12.9. Чим менший номінал, тим нижчі несучі властивості.

З одного типу сталі можна виготовити кріплення різних класів міцності. На результат впливає метод виробництва та обробки металу. Наприклад, задіюючи Ст. 35 при виточуванні на токарному верстаті вийде міцність 5.6. Якщо застосовується метод об'ємного штампування на великому пресі, клас міцності можна підвищити до 6.6 або 6.8. У разі занурення розігрітого готового виробу у воду або олію, вийде додатково загартувати поверхню, що підвищить твердість, а з ним і загальний клас міцності до 8.8.

Для випуску метизів найнижчих класів у виробництві задіюють Ст3кп, Ст3сп, Ст5 киплячу і спокійну. Показника 6.6-6.8 досягають, обробляючи марки сталі Ст.35, Ст.45, Ст.20. Найвисокоміцніші металовироби роблять з марок Ст.30ХГСА, Ст.35ХГСА або Ст.40ХНМА. Вони досягають показника 12.9.

Що означають цифри

При зазначенні класу міцності прописуються просто цифри через крапку без будь-яких буквених доповнень. Перша цифра означає межу міцності на розтягнення металу. Якщо рівень навантаження мається на увазі в МПа, то розраховувати величину потрібно, розділивши цифру на 0,01. Для прикладу: болт із класом міцності 6,8 має межу розтягування 600 МПа (6 ділимо на 0,01=600). Саме таке навантаження витримає кріплення, і тільки після його перевищення метал почне розтягуватися і порветься.

Якщо потрібно визначити рівень максимального навантаження за межею міцності на розтягнення в кгс/мм², тоді першу цифру ділять на 0,1. Наприклад, 6 розділити на 0,1 = 60 кгс/мм².

Друга цифра в позначенні (після коми) вказує на межу плинності - стан металу, який починає піддаватися пластичним деформаціям від створеної напруги. Метиз не зріже, але він зігнеться, можливо, його буде вже важче викрутити, він втратить свою первісну форму. Друга цифра нерозривно пов'язана з першою, оскільки становить 0,1 частину від неї.

Наприклад: болт 6.8. У нього друга цифра 8 - це 80% (мінімальна межа плинності) від межі міцності на розтягнення. Щоб усе порахувати точно, робимо таке:

6 ділимо на 0,01=600
8х0,1=0,8
600х0,8=480 МПа.

Таким чином ми виявили межу плинності. Тепер ви знаєте, що задіюючи болт з класом міцності 6.8 в металоконструкції, він почне деформуватися після навантаження в 480 МПа, а при досягненні 600 МПа обірветься. Це дає змогу правильно підібрати кріплення з урахуванням майбутніх навантажень на місце з'єднання. Якщо використовувати металовироби підвищеної міцності в місцях без серйозних навантажень, це призведе до необґрунтованого збільшення кошторису на монтаж.

Застосування метизів із заниженим класом міцності, що не відповідає рівню впливу, поставить під загрозу цілісність конструкції, може спричинити її руйнування або деформацію. Який клас міцності кріплення необхідний у конкретному випадку, визначається шляхом розрахунків під час проєктування. Потім дані вказуються в проєктній документації та на кресленнях.

4.8, 5.8 - відносно невисока міцність на розрив. Кріплення класу міцності 5.8 витримає навантаження на 20% більше, ніж класу міцності 4.8 - широко застосовується у всіх галузях для малонавантажених з'єднань.

8.8 - витримує в 2 рази більше руйнівне навантаження порівняно з класом міцності 4.8. Сфери застосування - рекомендується для застосування у відповідальних механізмах і конструкціях.

10.9, 12.9 - витримує руйнівний вплив у 2.7 раза більший порівняно з класом міцності 4.8. Сфери застосування - дає змогу застосовувати кріплення меншого розміру за тих самих негативних навантажень, скоротити металоємність кріплення, знизити ціну на 30-40%. Використовується в механізмах, де потрібні часті складання-розбирання, у вантажопідйомних машинах і відповідальних конструкціях.

Стандарти болтів ГОСТ і DIN за класами міцності

Стандарти гайок ГОСТ та DIN за класами міцності

Підбираючи металеві кріплення для металоконструкцій, необхідно дотримуватися вказівок у проєктній документації. На продукції потрібно знайти маркування, щоб упевнитися у відповідності класу міцності. Воно може бути нанесено на торцевий бік головки болта або збоку. У першому випадку допускається опукла форма нанесення, оскільки головка залишається на поверхні (цифри маркування, що виступають, не заважають кріпленню, не позначаються на зручності встановлення). При маркуванні збоку цифри можна наносити тільки штампуванням із вдавленням всередину. Тоді за шестигранну головку можна буде братися ключем з будь-якого боку.

Хоча клас міцності позначається через крапку, допускається не використовувати її. Наприклад, маркування 3.6 і 36 - це один і той самий клас міцності (найнижчий). Якщо конструкція метизу не дає змоги нанести цифри (немає рівного вільного місця), використовують альтернативний метод нанесення крапки і риски. Він заснований на циферблаті годинника. Крапкою показується відправна мітка для правильного зчитування, а рискою - сам клас міцності.